一种高硬度锻轧耐磨钢球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高硬度锻轧耐磨钢球及其制备方法，应用在耐磨钢球生产制造技术领域，高硬度锻轧耐磨钢球组成按质量分数包括：

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度锻轧耐磨钢球及其制备方法


[0001]本专利技术应用在耐磨钢球生产制造
，特别是涉及一种高硬度锻轧耐磨钢球及其制备方法
。

技术介绍

[0002]球磨机是冶金
、
选矿
、
建材
、
化工等行业中一种重要的加工设备，每年都承担着数以亿计的破碎任务，而磨球作为磨球机中的重要磨矿介质，每年的消耗量巨大，因此提高磨球的耐磨性，硬度和寿命一直是专家学者们研究的重点
。
[0003]在众多种磨球当中，锻
(
轧
)
磨耐磨钢球以其表面质量好
、
取材方便
、
制备工艺简单
、
比高铬铸球价格低等优点，得到了迅速发展
。
目前使用较多的是中高碳低合金的锻造钢球，这是由于中高碳低合金钢锻球具有较深的淬硬层
、
较高的硬度
、
较好的冲击韧性
、
较低的破碎率等优点，适应球磨机的大型化发展需求
。
企业选择磨球主要看磨球的性价比，合金元素含量高将直接增加磨球材料的成本，中高碳低合金锻造磨球因其较低的合金元素含量及生产成本在磨矿作业中得以迅速推广
。
[0004]目前，传统锻轧磨球的硬度已经达到上限，以现有报道为例：许兴军对目前，传统锻轧磨球的硬度已经达到上限，以现有报道为例：许兴军对范围的轧制耐磨钢球用材料进行研究分析，该材料在优质高碳结构钢基础上，对
C、Mn、Si、Cr
等元素含量进行微量调整，其中
C
取
0.7
％～
0.8
％，制备后的轧球体积硬度为
66HRC
，表面硬度
67HRC
，心部硬度
60HRC。
董志超在
2016
年也介绍了轧制磨球的材料和性能
(
表
1)
并其制造工艺进行了综述，分析了轧制磨球的发展趋势，给出轧制磨球正在向高碳低合金钢
、
高碳中锰钢
、
合金白口铸铁等多元化发展
。2017
年冯红喜等人公开了轧制高耐磨钢球及其生产方法
(CN 106435363 A)
，该轧制耐磨钢球直径体积硬度
≥58HRC
，
2018
年李根有等人公开了一种高硬度耐磨球及其制备工艺
(CN 107760982 A)
，轧球直径在范围内，硬度最高可达
64HRC。
[0005]从现有的报道和研究中不难发现，近些年锻轧磨球的硬度不但没有提高，反而还有所降低，这是因为过去各公司生产磨球并不注重回火，磨球淬火出水温度低，所以其硬度很高，因此也暴漏出一个严重问题：磨球的淬火裂纹和开裂问题使成品率并不理想
。
此外随着磨球尺寸的增加，其硬度自球表面到心部衰减严重，因此磨球的体积硬度很难提高
。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术目的是要提供一种高硬度锻轧耐磨钢球及其制备方法，通过该方法不但能够细化磨球的组织，改善组织均匀性，减少残余奥氏体含量，提高其使用寿命，而且在保证磨球韧性的同时还能大幅度提高磨球的整体硬度，所制备的磨球一次性成品率高达
100
％，无裂纹，开裂等缺陷
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]本专利技术提供了一种高硬度锻轧耐磨钢球，其组成按质量分数包括：
C
：
0.7
％～
1.2
％
、Si
：
0.2
％～
0.6
％
、Mn
：
0.7
％～
1.3
％
、Cr:0.2
％～
2.0
％
、Ni
：
≤0.25
％
、Mo
：
≤0.2
％
、Cu
：
≤0.2
％
、Al
：
≤0.05
％
、P
：
≤0.022
％
、S
：
≤0.022
％
、
其余为
Fe
和杂质
。
[0009]本专利技术又提供了一种高硬度锻轧耐磨钢球的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1、
制备圆钢：按照权利要求1中的组分进行配料，并采用长流程熔炼合金工艺，连铸成坯后再轧制成不同直径的圆钢；
[0011]S2、
锻造钢球：将
S1
中轧制的不同直径的圆棒热轧成球形；
[0012]S3、
钢球淬火：对
S2
中的热轧成型的球进行淬火得到钢球；
[0013]S4、
钢球回火，对
S3
中淬火后的钢球进行回火，回火后对钢球进行空冷并冷却至室温；
[0014]S5、
低温处理：将
S4
中冷却至室温的钢球放入到
‑
30℃
～
‑
100℃
的环境中进行低温处理，并保温
1h
～
4h
后取出自然恢复至室温，从而得到高硬度高韧性耐磨钢球
。
[0015]进一步地，所述
S2
中热轧温度初始温度为
850℃
～
920℃
，结束温度为
840℃
～
900℃。
[0016]进一步地，所述
S2
中钢球淬火时，水池内冷却水的温度为
35℃
～
45℃
，钢球入水前的温度为
780℃
～
820℃
，淬火后钢球的温度为
120℃
～
170℃
时将其捞出进行风冷，使钢球的温度风冷至
50℃
～
60℃。
[0017]进一步地，将
S3
中回火过程为：以
10℃/h
～
40℃/h
的升温速率将磨球从室温升至
150℃
～
250℃
保温
0.5
～
1.5h。
[0018]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0019]本专利技术提供的一种高硬度高韧性耐磨钢球的制备方法，通过此制备方法加工耐磨球的过程中，将回火后冷却至室温的钢球再次进行低温处理，使钢球内的残余奥氏体在低温环境中的缓慢转变，得到相对于淬火马氏体较细小的组织，加工出的耐磨球在硬度大幅提高的同时，其韧性不会有明显的下降，实现了硬度提升与韧性保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高硬度锻轧耐磨钢球，其特征在于，其组成按质量分数包括：
C
： 0.7%~1.2%、Si
：
0.2%~0.6%、Mn
：
0.7%~1.3%、Cr : 0.2%
～
2.0%、Ni
：
≤0.25%、Mo
：
≤0.2%、Cu
： ≤0.2%、Al
：
≤0.05%、P
：
≤0.022%、S
：
≤0.022%、
其余为
Fe
和杂质
。2.
一种高硬度锻轧耐磨钢球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
制备圆钢：按照权利要求1中的组分进行配料，并采用长流程熔炼合金工艺，连铸成坯后再轧制成不同直径的圆钢；
S2、
锻造钢球：将
S1
中轧制的不同直径的圆棒热轧成球形；
S3、
钢球淬火：对
S2
中的热轧成型的球进行淬火得到钢球；
S4、
钢球回火，对
S3
中淬火后的钢球进行回火，回火后对钢球进行空冷并冷却至室温；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚逸斌，计兆周，王迪，徐胜，陆二平，
申请(专利权)人：常熟市龙特耐磨球有限公司，
类型：发明
国别省市：